安徽寿县丁家孤堆遗址自然变形遗迹的发现及特征初探

姚大全 宫希成 郑海刚 赵朋 杨源源

1）安徽省地震局，合肥市长江西路558号 230031

2）安徽省文物考古研究所，合肥 230001

0 引言

近年，随着东部地区大规模的经济建设，如高速公路、高速铁路等特大型工程的修建，抢救性发掘了大量古遗址和古墓葬，这为识别和回溯东部地区几千年以来的自然变形历史创造了条件。为了抓住大规模考古发掘的难逢机遇，充分利用考古精细年代分层技术，地震部门与考古部门合作，各自发挥专业优势，共同收集、编录、发掘、揭露文化层中赋存的变形现象，以从量多面广的实际观测资料中获取各场点自然变形事件的信息，复建相应地区地震活动的历史。本文重点讨论了安徽省寿县丁家孤堆考古现场自然变形识别专题发掘调查工作的相关进展。

1 遗址基本情况

丁家孤堆遗址地处华北地块南缘、郯庐断裂带西侧，北临颍上-定远断裂，公元294年、1831年该断裂带上和其近侧曾先后发生5 ½级、6¼级地震（图1）。

丁家孤堆遗址具体位于寿县堰口镇青莲寺村，为济祁高速寿县段沿线最重要的一处遗址点。为有效配合高速公路建设并切实做好文物保护工作，安徽省文物考古研究所2014年对该遗址进行抢救性发掘，发掘面积约1000m2。该遗址见有西周、商代和龙山晚期文化层，其中，西周时期遗存较丰富，基本覆盖整个发掘区，其核心分布区主要位于发掘区的东北部；商代文化层主要分布于发掘区中东部；龙山时代晚期遗存最为丰富，遍布整个发掘区。

图1 丁家孤堆遗址区域构造及历史地震震中略图

2 遗址探方中的主要发现和初步认识

2.1 现场主要发现

图2为遗址发掘全景。其中，在0604探方南壁，见壁面有裂缝充填脉显示，东壁见3～4条（图3（a））；探方0606南壁见砂包泥脉线；探方0706西壁见直通到底砂脉，脉中有流动定向组构，取1号样品（图3（b））；探方0605底见东西走向延伸的白色砂脉，略带弧形弯曲和锯齿状（图3（c）），取2号、3号样品（图3（e））；在2号和3号样品NW侧，见右阶雁列状砂脉（图3（d）），走向35°，取4号样品（图3（e））；探方0201北壁见2条深色砂脉（图3（f）），富含铁质，各取1件样品（5、6号）。

图2 丁家孤堆遗址全景（镜向：NE）

2.2 现场观察初步认识和依据

由图3可见，遗址龙山晚期至西周期文化层中普遍存在脉体穿插现象，脉体主要由粉砂或粉细砂组成，脉顶部几乎均被截切覆盖，且多呈向下延伸之势，直至生土层。结合强震现场震害调查研究结果认为，此类变形应属地震液化遗迹（刘恢先，1986；丁剑霆等，2006；袁晓铭等，2011）。

图3 丁家孤堆遗址砂脉形态和样品采集位置

3 微观分析

为从微观角度探寻佐证，将上述原态采集的含脉体样品在保持原态前提下固定、包装和运回，待其自然缓慢干透后，在真空状态下注入固化剂，再置入恒温状态下均匀固化，磨制定向薄片，最后置于显微镜下进行观测。

3.1 具流动定向组构脉体（1号样品薄片）的显微特征

镜下微观变形表现为：2组微裂面呈大角度相交，一组状如皴裂，另一组隐隐约约（图4（a））；裂面呈狭窄的暗色物质条带显现，或局部断续，或局部细直，或局部似被左旋切割，或局部显左阶雁列（图4（b））。

3.2 锯齿状弧形弯曲脉体（2号、3号样品薄片）的显微特征

2号样本薄片镜下微观变形表现为：平直穿粒微破裂，散布有机悬浮颗粒（图4（c））；脉体与基质界限清晰，脉体边缘呈流动状态，细小颗粒略呈定向排列（图4（d））。

3号样本薄片镜下微观变形表现为：暗色颗粒被截切和滑动错移，滑动面呈弧形（图4（e））；火焰状结构，挠曲构造，在2组流动构造交汇部分产生弧形挠曲（图4（f））。

3.3 雁列状脉体（4号样品薄片）显微特征

镜下微观变形表现为：暗色颗粒被整齐截切，界面清晰，边缘呈流动定向组构（图5（a））；见2组裂面相交并截切（图5（b））。

3.4 深色脉体（5、6号样品薄片）显微特征

5号样品薄片镜下微观变形表现为：透入性变形，流动造成颗粒半定向到定向排列组构，后期似乎因流动减慢而产生开裂（图5（c））；铁质物呈原地裂开散布状，应是流动过程使然（图5（d））。

图4 1～3号脉体微观变形特征

图5 4～6号脉体微观变形特征

6号样品薄片镜下微观变形表现为：见横向流动条带和垂直方向上的平行张裂（图5（e））；典型的火焰状构造，显示清晰的流动运移痕迹（图5（f））。

3.5 微观观测的初步认识和依据

图4、5显微构造标志多数显示以流动和伴生构造为其主要特征，如横向流动条带、垂直向上的张裂、挠曲构造、相互截切、物质颗粒呈半定向和定向排列、火焰状构造、悬浮颗粒、雁列、皴裂等，尚见有机悬浮颗粒等，该微观变形现象及其显示的特征与一些研究者陆续提出的地震微观变形标志，尤其是与地震砂土液化微观变形形态相当吻合（Davenport et al，1987；Obermeier，1996；Alvarez et al，1998；Bartholomew et al，2002；Moretti et al，2002；姚大全，2004），故我们认为应属于史前地震活动在微观尺度上的不同表现。

4 结论和讨论

综上所述，丁家孤堆遗址文化层中发现自然变形痕迹，主要表现为文化层被砂脉穿切，通过发掘现场观察和原态物质微观观测，初步研究显示为地震液化遗迹，即地震液化砂脉。它们赋存的文化层时代自龙山晚期至西周，表明相当期所在地区曾发生史前地震事件。

如前所述，就遗址所处的地震地质环境分析，所在地位于NNE向固镇怀远断裂与近EW向颍上-定远断裂的交汇部位上，据史料记载，近侧曾发生数次5～6级地震，此次史前地震遗迹的发现，一定程度上丰富了该地区构造的新活动内容。